超硬CBN磨具用陶瓷/金属复合结合剂的研究

本文研究了采用α-Al2O3粉控制陶瓷结合剂中气孔的分布状态;并通过比较陶瓷结合剂、金属结合剂、金属/陶瓷复合结合剂对细小CBN磨料的集合能力来说明复合结合剂所具有的发展优势及潜能。结果表明,α-Al2O3微粉通过提高熔体粘度和降低气体溶解度两种形式来控制结合剂中气孔状态;分别加入17%陶瓷结合剂、32%金属(Cu-Sn合金粉质量比Cu∶Sn=8∶2)结合剂和CBN微粒为原料制备出了符合要求的CBN集合磨粒。

化学镀法制备陶瓷-金属复合结合剂的工艺研究

采用化学镀镍包覆陶瓷结合剂粉体的方法制备陶瓷-金属复合结合剂。确定了制备陶瓷-金属复合结合剂的镀液成分及镀覆温度等工艺参数;并用强度测试仪、EDS、SEM等仪器,对其强度等性能以及微观形貌和结构进行表征。结果表明:当镀液温度为60℃,硫酸镍含量为35 g/L,次磷酸钠浓度达到25 g/L时,结合剂增重率最大,增重30%。烧结后结合剂抗弯强度和抗冲击强度也最大,分别比未镀覆的陶瓷结合剂提高76. 57%和58. 43%;通过形貌观察,发现陶瓷-金属复合结合剂中陶瓷相与金属相的润湿性和结合力良好,镀层金属沿陶瓷晶界均匀分布,陶瓷相和金属相在陶瓷复合结合剂中构成三维网络结构,相互镶嵌交错。

金属及合金粉对低温陶瓷结合剂性能影响

在低温陶瓷结合剂中添加适量金属或合金粉 ,就会对结合剂的耐火度、流动性、热膨胀系数、强度等性能产生影响。通过试验分析 ,合金粉的加入能改善结合剂的强度及韧性。

碱金属氧化物对陶瓷结合剂性能的影响

研究了Li2O和K2O2种碱金属氧化物对Na2O-B2O3-Al2O3-SiO2基础陶瓷结合剂性能的影响。结果表明:添加Li2O、K2O后,结合剂的玻璃转化温度和耐火度降低,结合剂的高温流动性和玻化程度得到显著改善,结合剂的热膨胀系数有所增大,且含Li2O结合剂的热膨胀系数更小。结合剂的强度随着Li2O、K2O含量的增大先升高后降低,并在添加量为6%和4%(质量分数,下同)时分别达到最大。

金属Co对低温铁基金属/陶瓷结合剂性能和结构的影响

为探讨金属Co对低温铁基金属陶瓷结合剂性能和结构的影响,在烧成温度为700℃和真空热压烧结条件下,制备铁基金属陶瓷结合剂。使用三点弯曲强度测试仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等一系列仪器,测试其抗弯强度和抗冲击强度等性能以及微观形貌和结构。结果表明:Co质量分数为17%时,其与陶瓷相形成Co-CoO-陶瓷连接相,低温金属陶瓷结合剂的抗弯强度和抗冲击强度达到最大值,分别为130.55MPa和4.33kJ/m2;含Co铁基预合金粉的加入促使低温铁基金属陶瓷结合剂晶相细化,产生细晶强化作用,提高其强度。

陶瓷空心球对金属结合剂金刚石砂轮性能的影响

通过添加陶瓷空心球并采用普通热压烧结法制备金属结合剂试样和金刚石砂轮,探讨了陶瓷空心球的形状、粒度及添加量对金属结合剂和砂轮性能的影响。结果表明:添加陶瓷空心球后,金属结合剂胎体试样的抗弯强度和硬度均有所下降,但其受陶瓷空心球粒度的影响很小;含金刚石的胎体试样与金属结合剂胎体试样相比,抗弯强度降低了0.84～7.01 MPa,约为1%～8%。胎体试样的断口形貌显示陶瓷空心球体形状规则,均为圆形,能较均匀的分布在金属结合剂胎体之中,可以为金属结合剂胎体提供一定的孔隙空间;添加适量的陶瓷空心球能提高砂轮的磨削效率,磨削YG8硬质合金工件时能提高8%～43%,其中含质量分数3.75%陶瓷空心球的砂轮磨削效率最高,相比于致密砂轮提高了43%。

复合片外圆磨削用陶瓷结合剂金刚石砂轮的研制及应用

研究了复合片外圆磨削用陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备工艺及其应用,确定了合适的工艺参数。结果表明：自制Li-Al-B-Si-O系低温陶瓷结合剂含量在22%~26%时,砂轮的综合性能达到最佳;砂轮中磨料浓度越高,使用效果越好,随砂轮中磨料浓度的增加,砂轮的性价比逐渐提高,当浓度达到210%时,砂轮的寿命达到最高;陶瓷砂轮比树脂砂轮的寿命提高2~3倍,且单件复合片的磨削效率提高约30%;所研制的低温陶瓷金刚石砂轮综合性能达到国内领先水平,并具有较高的性价比。

金属-树脂复合型低温结合剂的制备与性能的研究

文章主要针对金属结合剂自锐性差,树脂结合剂耐热性差的缺点,研发一种低温烧结复合型的金属-树脂结合剂。结合剂以铜粉、锡粉、锌粉、铅粉、银粉、树脂粉等为原料,先冷压成型,再热压烧结,当树脂含量为10%,温度460℃时,样条的硬度值达83.4HRB,强度值达145.5 MPa。最佳烧结工艺:温度460℃,保温时间1分钟,压力为0.5MPa。

金属陶瓷结合剂WC硬质合金研究进展与展望

基于不同类型的金属陶瓷结合剂,讨论添加金属碳化物、氧化物、氮化物、硼化物及其复合添加剂对WC硬质合金微观结构、性能特点和应用领域的影响,比较各种陶瓷添加剂对WC晶粒生长的抑制效果和对硬质合金改性作用的差异;分析采用高熵合金代替传统金属粘结相制备新型WC硬质合金的发展潜力;介绍含陶瓷添加剂的复合粉体的制备方法以及硬质合金的先进烧结技术,最后指出金属陶瓷结合剂WC硬质合金的未来发展方向。

温度对陶瓷/铁基金属结合剂性能与结构的影响

采用粉末冶金法制备低温陶瓷/铁基金属结合剂。结合材料电子万能试验机、SEM、XRD等检测手段,研究了烧结温度对低温陶瓷/铁基金属结合剂性能与结构的影响。结果表明:当热压烧结温度为740℃时,低温陶瓷/铁基金属结合剂具有最佳的力学性能(抗折强度206 MPa,冲击强度6.4 kJ/m^2);温度升高促进了低温陶瓷与铁基结合剂界面之间元素的相互渗透,铁基金属结合剂与低温陶瓷达到最佳的机械嵌合,提高结合剂强度。

树脂-金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的电解调整原理和基础现象

针对镜面程度的表面粗糙度和高形状精度要求的超精密镜面磨削加工 ,提出了采用电解调整后的树脂 -金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的方法。其原理是把金属粉末作为添加剂混入到树脂结合剂中 ,在修整砂轮后进行电解处理 ,使其表层的金属成分溶解 ,形成气孔。这样砂轮的内部是树脂 -金属复合结合剂结构 ,表层是有气孔的树脂结合剂结构。论述了树脂 -金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的电解调整原理 ,进行了电解调整和磨削实验 。

熔渗法制备陶瓷/金属结合剂CBN砂轮及磨削性能研究

通过改变尿素造孔剂的添加量制备了不同孔隙率的陶瓷结合剂CBN砂轮坯体,再以CuSn;为熔渗剂制备了陶瓷/金属复合结合剂CBN砂轮,并将复合结合剂CBN砂轮应用于INCONEL713系镍基高温合金叶片轴的外圆沟槽磨削。结果表明:随着尿素造孔剂添加量的增加,多孔陶瓷结合剂CBN砂轮坯体的气孔率不断升高,经过CuSn_(33)熔渗后制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮样品的气孔率随着造孔剂添加量的增加呈现先下降后上升的趋势,当尿素造孔剂添加量为20 wt.%时,熔渗后样品的抗弯强度达到最大值184.2 MPa。采用熔渗法制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮磨削加工INCONEL713系镍基合金零件时,陶瓷/金属结合剂CBN砂轮的形状保持性好,加工工件的表面粗糙度R_(a)值低于陶瓷结合剂CBN砂轮加工零件的值,其使用寿命达到了陶瓷结合剂CBN砂轮的2.3倍。

新型陶瓷-金属结合剂金刚石磨块的制备及磨削性能

设计并制备了一种新型陶瓷-金属结合剂金刚石磨块,测试了金刚石磨块的气孔率、体积密度和力学性能,并在相同条件下进行了陶瓷-金属结合剂金刚石磨块与陶瓷结合剂金刚石磨块磨削SiC增强高硅铝合金复合材料的对比试验。结果表明:陶瓷-金属结合剂对金刚石颗粒的把持力强;新型陶瓷-金属结合剂磨块的抗弯强度与硬度达到了66.02 MPa和74.6HRB;相同条件下,用陶瓷-金属结合剂金刚石磨块磨削SiC增强高硅铝合金复合材料,比用陶瓷结合剂金刚石磨块磨削得到的磨削表面质量更好,加工效率更高;当加工工件表面粗糙度为0.3μm时,新型陶瓷-金属结合剂磨块的材料去除率达到了普通陶瓷结合剂磨块的两倍,可以解决SiC增强高硅铝合金复合材料难加工的问题。

多孔金属结合剂金刚石砂轮磨削Al_2O_3陶瓷试验

根据多孔金属结合剂砂轮的优点,以人造金刚石、铁粉、镍铬合金钎料和造孔剂为原料,采用真空高温松装烧结工艺,制备一种多孔金属结合剂金刚石砂轮。通过一系列试验研究磨削时砂轮受力、比磨削能和磨削后陶瓷表面粗糙度在小切深快进给和大切深缓进给两种磨削条件下的变化规律,为多孔金属结合剂金刚石砂轮的使用提供试验数据。

金属氧化物添加在CBN磨具陶瓷结合剂中的研究进展

从碱金属氧化物、碱土金属氧化物和其它氧化物入手,综述了不同金属氧化物添加对陶瓷结合剂结构和性能的影响,讨论了目前存在的主要问题,总结了高性能CBN磨具用陶瓷结合剂必备的条件。陶瓷结合剂中金属氧化物添加的研究有助于进一步研制高性能陶瓷结合剂,为陶瓷CBN磨具在高速、高效和高精密等加工领域的应用奠定基础。

铬–陶瓷复合结合剂的机械合金化制备工艺及性能研究

以金属铬粉和陶瓷结合剂粉体为初始原料,按照不同比例配混,采用机械合金化(MA)工艺对其进行处理。工艺参数为:球料比R=20∶1,转速n=350 r/min,球磨时间t=12 h;添加适量的无水乙醇为过程控制剂。将获得的复合粉体在660～740℃进行无压烧结,用SiC埋烧。采用三点弯曲法测试烧结后试样的抗弯强度,利用X射线衍射仪(XRD)测试试样的物相构成,用扫描电子显微镜(SEM)观察试样断口的微观形貌,采用阿基米德原理测试试样的密度和显气孔率。实验结果表明:利用MA处理工艺,可以获得金属相与陶瓷相均匀分布的复合结合剂;当金属铬粉的质量分数为30%,烧结工艺为700℃/30 min时,所得试样的抗弯强度达到最大值,为187 MPa。金属铬粉通过其颗粒表层的CrO与陶瓷形成良好的界面结合,从而提高复合结合剂的抗弯强度。

镍磷对陶瓷-金属结合剂性能与结构的影响

采用化学镀镍包覆陶瓷结合剂粉体的方法制备陶瓷-金属结合剂。结合强度测试仪、XRD、SEM等检测手段,研究了镍磷含量对陶瓷-金属结合剂性能与结构的影响。结果表明:在镍磷含量20wt%的陶瓷-金属结合剂中,陶瓷熔融贯通一起成骨架,金属相与陶瓷相交错镶嵌紧密结合,陶瓷-金属结合剂具有较佳的力学性能,抗折强度和抗冲击强度分别为155. 22 MPa和3. 11 k J/m2,相比陶瓷结合剂分别提高98. 7%和87. 3%;镍磷含量适当的陶瓷-金属结合剂磨具,既保留了陶瓷结合剂磨具的体系结构,又具有金属与陶瓷融合一体的结合剂性能,其各项性能得到改善。

碱金属氧化物对cBN陶瓷结合剂性能的影响

综述了碱金属氧化物对cBN陶瓷结合剂性能的影响。从目前国内外cBN陶瓷结合剂的研究现状来看,高性能结合剂需满足以下条件：有较高的本征强度;结合剂耐火度控制在700℃-800℃;结合剂热膨胀系数略高于cBN磨粒的热膨胀系数,且需抑制降温过程中的相变;高温下结合剂要有较好的流动性和对cBN磨粒有较好的润湿性。

碱金属氧化物Na_(2)O对陶瓷结合剂金刚石磨具性能的影响

通过调整陶瓷结合剂中碱金属氧化物Na_(2)O含量,来探究碱金属氧化物Na_(2)O对陶瓷结合剂金刚石磨具性能的影响。当n(Na_(2)O)/n(SiO 2)=0.1时,磨具试样的强度(57.7 MPa)和硬度(117 HRB)达到最大值。随着碱金属氧化物Na_(2)O添加量的增加,结合剂的耐火度随之显著降低,流动性显著增加。磨具试样断口SEM照片表明,适量的碱金属氧化物Na_(2)O能够使磨具断面空隙减少,孔隙度降低,结合剂与磨料分布更加均匀,结合剂与磨料结合界面更加紧密。XRD分析表明,磨具试样在720℃下烧结,结合剂中除了玻璃相还产生了一种晶相,结合剂中碱金属氧化物Na_(2)O的含量对烧结后产生的晶相种类无影响。